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비행

항공기상(Aviation weather)-4(착빙: Icing)

by ☆▩ 2023. 7. 19.
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착빙

 

어는비는 찬 공기를 뚫고 내리는 비로 과냉각되어 충격에 의해 얼게된다. 싸라기눈은 항상 고고도에서 나타나는 어는비이다. 어는 보슬비는 충돌과 병합과정으로 알려진 과정에 의해 보통 더 형성된다. 몇몇 구름속의 물방울들이 대략 직경 30마이크로미터로 커질 때 분리되기 시작해 충분히 빠르게 떨어지고 작은 물방울들과 서로 충돌하게 된다. 이 물방울이 합쳐지면 더 큰 물방울이 되고 더 작은 물방울을 잡을 더 좋은 기회를 얻게된다. 이 과정은 보슬비 사이즈의 물방울을 과냉각된 구름에서 만들 수 있고 보통 꼭대기 근처로 더 큰 물방울은 보통 어느 구름에서도 발견된다. 연구 결과 상공에서 얼어붙는 보슬비는 비대류성 구름에서 충돌-합체 과정에 의해 시간의 80% 이상을 형성한다. 어는 보슬비에서 따뜻한 층이 항공기 위에 존재하는지 가정할 수 없다.

 

젖은 눈을 보게 되면, 비행 고도에서 온도가 어는 점보다 높다는 걸 보여준다. 서리는 지표에서 얻어진 온도가 이슬점 이하로 떨어지고 이슬점도 어는점 이하일 때 형성된다. 서리는 수증기가 얼음결정으로 바로 승화되는 것이다. 때때로 이슬이 먼저 형성되고 그 후 얼기도 한다. 얼어버린 이슬은 서리에서 쉽게 구별 가능하다. 서리는 하얗고 불투명하지만 얼어버린 이슬은 단단하고 투명하다.

 

서리는 안정적인 기류와 잔잔한 바람의 맑은 밤에 항공기 표면에 내릴 가능성이 높다. 섭씨 0도 이하의 물방울은 과냉각된 것으로 보며, 노출된 물체와 부딛히면 충격에 의해 얼게된다.(: 어는 비). 주변 온도가 섭씨 0도 이하에서의 눈에 보이는 비는 비행 중 심각한 착빙을 위한 환경임을 보여준다.

 

비행 중 구조적인 착빙은 두 가지 필수조건이 필요하다. 육안으로 보이는 수분을 통해 비행(비나 구름 속 물방울)한다. 수분이 항공기에 부딛히는 온도가 섭씨 0도 이하로 차가워야한다.

 

라임 아이스는 물방울이 작을 때 형성되며 저고도의 층운 같은 곳에서 발견된다. 깨끗한 얼음의 형성 조건은 외기온도가 섭씨 0~-10도 사이이다. 심각한 비행 중 착빙의 조건은 육안으로 식별되는 비와 정적 외기 온도가 섭씨 0도 이하인 경우이다. 얼음이 형성되기 좋은 조건이 나타날 때 비행 전에 손전등을 사용하여 항공기 표면을 점검하고 빛 반사가 있는지 확인하여 쌓인 얼음이 있는지 확인해야한다. 비행 중 착빙이 발견된 경우, 특히 디아이싱 시스템이 없는 항공기의 경우, 가능하다면 강우 지역을 벗어나거나 주변 대기가 어는 점 이상의 온도인 고도로 비행한다. 낮은 고도가 모두 따뜻한 기온은 아님을 주지해야한다. 기온역전 현상일 경우, 따뜻한 공기가 아래보다 위에 있을 것이다.

 

뉴메틱 디아이싱 시스템이 장착된 항공기에서 얼음을 제거하는 적절한 기술은 해당 시스템을 몇 차례 가동하는 방법이다. 이 기술은 축적된 얼음과 시스템이 가동되는 사이에 남아있는 잔여 착빙도 제거한다. FAA의 권장사항은 상당량의 얼음이 쌓이게 된 뒤 디아이싱 시스템을 가동하는 것보다 처음에 발견됐을 때 가동하는 것이다. 이는 잔여 얼음이 뉴메틱 부츠 시스템의 가동 주기 사이에 계속해서 결착될 수 있으므로 날개는 전체적으로 청결한 상태가 아니다. 잔여 얼음의 양은 속도와 기온의 감소로 증가하는데 이러한 환경이 얼음 축적과 관련하여 탁월한 조건이기 때문이다. 보통의 소형 항공기 속도에서 얼음을 효과적으로 제거하기 위해 운영주기를 많이 가진다. 항공기는 결빙 환경에서 초기 상승시에 축적된 얼음에 취약한데 이는 낮은 속도는 높은 받음각으로 전환되기 때문이다. 이는 항공기와 날개의 아랫면을 결빙 환경에 더욱 노출시키며, 순항비행보다 얼음이 더 착빙된다.

 

 
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